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Die
Erfindung betrifft eine Steckverbinderanordnung mit einem Steckverbinder,
der im Abstand voneinander parallel angeordnete und sich von einer Oberseite
des Steckverbinders zu einem Einfuhrende hin erstreckende Kontaktstege
mit mindestens einem in einen jeweiligen einen Einfuhrschacht für Kontaktstifte
eines Gegensteckverbinders bildenden Zwischenraum zwischen zwei
benachbarten Kontaktstegen hineinragenden Leiteranschluss hat, wobei
zwischen zwei außen
liegenden Kontaktstegen mindestens ein weiterer Kontaktsteg angeordnet
ist und mindestens ein Federelement zum Aufbringen einer quer zur
Einsteckrichtung wirkenden Klemmkraft zwischen Leiteranschluss und
Kontaktstift unter Mitwirkung der Kontaktstege vorgesehen ist.
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Derartige
Steckverbinderanordnungen sind beispielsweise aus der
DE 39 24 045 A1 bekannt. Dort
ist eine Stromverteilungsvorrichtung beschrieben, bei der sich im
Inneren eines aus Gummi oder Kunststoff hergestellten U-Profils
zwei oder mehrere flexible elektrische Leiter befinden, die soweit
vorstehen, dass ein entsprechender Stecker mit Oberflächenkontakten
eine Verbindung zur Leistungsabnahme schafft.
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Die
Anordnung zweier Leiteranschlüsse
gegenüberliegend
in einem Einfuhrschacht ist aus Sicherheitsgründen problematisch, da durch
Einführen eines
Gegenstands, beispielsweise eines Schraubendrehers ungewollt ein
Kurzschluss herbeigeführt werden
kann. Zudem ist die Anzahl der anklemmbaren Phasen oder Potentiale
begrenzt.
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Ein
weiteres Problem stellt die Kontaktierung der in den Einfuhrschacht
eingeführten
Kontaktstifte mit den Leiteranschlüssen mit einer ausreichenden Andruckkraft
dar.
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EP 1 246 319 B1 lässt ein
Stromleitungsführungssystem
mit Stromschienen erkennen, auf die Kupplungen mit federnden Verbindern
aufgesteckt werden, die jeweils eine Stromschiene übergreifen und
diese beidseits elektrisch kontaktieren.
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US 3,044,035 A offenbart
eine gattungsbildenden Steckverbinderanordnung, bei der ein Steckverbinder
seitlich in Einfuhrschächte
hineinragende Leiteranschlüsse
hat. Ein Gegensteckverbinder mit Kontaktfedern in Führungselementen
ist zum Einstecken in den Einfuhrschacht und zum Kontaktieren mit dem
Leiteranschluss vorgesehen. Die Kontaktfedern sind an ihren Enden
nach oben gewölbt,
um so auf die Leiteranschlüsse
aufzugleiten und durch Federkraft diese zu kontaktieren.
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US 2,234,745 A offenbart
eine Steckverbinderanordnung mit einem Stromschienenelement, das in
jedem Einfuhrschacht einem sich in Längsrichtung erstreckenden helixartig
gewundenen Drahtleiteranschluss hat. Dieser federnde Leiteranschluss
kann dann mit einem starren Gegenkontaktstift elektrisch kontaktiert
werden.
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DE 197 45 048 A1 offenbart
ein Stromverteil- und Stromabnahmesystem mit mindestens einer selbsttragenden,
plastischen und elektrisch isolierenden Schiene, in der als runde
Drähte
ausgebildete Stromleitungen in nebeneinander liegenden Längskanälen eingebettet
sind. Kontaktmesser eines Gegenkontaktes sind von der Schienenaußenseite
her in die Längsschlitze
einführbar
und mit den Stromleitungen verbindbar. Die Kontaktmesser weisen
im freien Endbereich auf der Kontaktierungsseite eine an die Rundung
der Drähte
angepasste Rille auf.
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DE 1 825 183 U offenbart
einen Stromleitungsabschnitt mit in einem Schacht untereinander angeordneten
Leiteranschlüssen,
von denen ein im Boden der Nut vorgesehener Leiteranschluss mit
einem federbelasteten konisch zulaufenden Anschlusspin kontaktiert
wird.
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DE 295 20 763 U1 offenbart
ein flexibles Stromschienenprofil zur Stromführung, bei dem ein Stromabnehmer
mit Kontaktelementen in Schlitzöffnungen
der Stromführung
eingesetzt wird.
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Aufgabe
der vorliegenden Erfindung ist es daher, eine verbesserte Steckverbinderanordnung
zu schaffen.
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Die
Aufgabe wird mit der Steckverbinderanordnung mit den Merkmalen des
Anspruchs 1 gelöst.
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Es
ist eine die äußeren Kontaktstege
zur Versteifung umgreifende, das Federelement bildende und eine
Vorspannung zur Pressung der Kontaktstifte an die Leiteranschlüsse bereitstellende
Klammer vorgesehen. Gemäß der vorliegenden
Erfindung ist die Klammer als Feder, insbesondere als Blattfeder ausgeführt, um
eine Vorspannung zu einer Pressung der Kontaktstifte an die Leiteranschlüsse bereitzustellen.
Die Klammer bildet somit eine Spange, die ein Ausweichen der äußeren Kontaktstege
nach Außen
beim Einstecken eines Gegensteckverbinders auf den Steckverbinder
dauerhaft verhindert.
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Die
Kontaktstifte des Gegensteckverbinders sind Metalllaschen, die integral
mit dem Gegensteckverbindergehäuse
geformt und in von dem Gegensteckverbindergehäuse hervorstehende Schutzdome
eingesetzt sind. Diese Metalllaschen können beispielsweise aus einem
Federmaterial gebildet werden. Der Andruck der Kontaktfläche an einen
Leiteranschluss gelingt dadurch, dass eine Andruckfläche, die
einem Leiteranschluss in einem Einfuhrschacht gegenüberliegt,
auf dem Schutzdom und ggf. dessen Verriegelungsnasen aufliegt und
damit den Kontaktstift mit der Kontaktfläche gegen den Leiteranschluss drückt.
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Durch
die mindestens drei parallel voneinander beabstandeten Kontaktstege
werden zwei oder mehr Einfuhrschächte
für Kontaktstifte
geschaffen. Hierdurch können
zwei oder mehr Anschlusspole sicher kontaktiert werden. Der hierfür erforderliche Kontaktdruck
wird durch das mindestens eine Federelement aufgebracht.
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Das
Federelement kann im Einfuhrschacht, am Kontaktstift des Gegensteckverbinders
und/oder an den äußeren Kontaktstegen
des Steckverbinders wirken.
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Der
Steckverbinder ist vorzugsweise ein sich in eine Längsrichtung
erstreckendes Stromführungsprofil,
wie es z. B. zur elektrischen Spannungsversorgung von Leuchten zum
Einsatz kommt, die auf das Stromprofil aufgesetzt werden. Der Gegensteckverbinder
ist dann ein Steckabgriff, der an einer beliebigen Position auf
der Länge
des Stromführungsprofils in
dieses eingesetzt werden kann. Über
die Länge des
Stromführungsprofils
können
somit eine Vielzahl von solchen Steckabgriffen mit zugeordneten
Leuchten o. ä.
vorgesehen werden.
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Wenn
die Klammer als ein den Steckverbinder mindestens teilweise übergreifendes
Metallwinkelprofil ausgebildet ist, kann die Klammer auf dem Steckverbindergehäuse aufgesetzt
oder integral mit diesem geformt sein. Es kann aber auch Teil des
Gegensteckverbinders oder ein externes Teil beispielsweise eines
Leuchtengehäuses
sein, in das der Gegensteckverbinder eingesetzt ist.
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Für den Fall,
dass die Klammer Teil des Gegensteckverbinders ist, bietet es sich
an, dass zwischen den Seitenwänden
der Klammer zum Einführen
in die Einfuhrschächte
des Steckverbinders vorgesehene Kontaktstifte mit Kontaktflächen zur
elektrischen Kontaktierung der Leiteranschlüsse zugeordneter Kontaktstege
des Steckverbinders angeordnet sind. Die Klammer bildet damit eine äußere Begrenzung
des Gegensteckverbinders.
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Eine
verbesserte Kontaktierung der Kontaktstifte mit den Leiteranschlüssen kann
erreicht werden, wenn die zum Einführen in die Einfuhrschächte des
Steckverbinders vorgesehenen Kontaktstifte elektrisch leitende Kontaktflächen tragen,
die gewölbt
von der Oberseite der Kontaktstifte hervorstehen. Dabei ist es besonders
vorteilhaft, wenn die Kontaktflächen
jeweils eine Feder bilden und unter Vorspannung stehen. Es kann
beispielsweise dadurch erreicht werden, dass die Kontaktflächen als
in die Kontaktstifte einteilig ausgeformte Blattfedern ausgeführt sind.
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Die
gewölbten
Kontaktflächen
haben vorzugsweise Kanten oder Grate, die scharfkantig sind und
beim Aufklemmen des Gegensteckverbinders auf den Steckverbinder
den Einfluss von Oberflächenkorrosion
der Leitungsanschlüsse
durch Durchdringung der störenden
Schichten, z. B. Oxidschichten, reduzieren.
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In
einer vorteilhaften Ausführungsform
sind weitere Federelemente realisiert, indem an der Seite eines
jeweiligen Kontaktstiftes, die der Kontaktfläche jeweils gegenüberliegt,
eine Zusatzfeder zur Auflage an einem Andruckbereich, der einem
Leiteranschluss in einem Einfuhrschacht gegenüberliegt, vorgesehen ist. Mit
Hilfe des Andruckbereichs wird beim Aufstecken des Steckverbinders
auf den Gegensteckverbinder erreicht, dass der Andruckbereich gegen
die Zusatzfeder drückt
und diese unter Spannung gehalten wird, um die Kontaktfläche des
Gegensteckverbinders an einen korrespondierenden Leiteranschluss
des Steckverbinders anzudrücken
und eine sichere elektrische Kontaktierung zu erreichen.
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Die
Andruckbereiche der Kontaktstege sind dabei mit der Zusatzfeder
abgestimmt, um die Kontaktfläche
elektrisch leitend mit einem zugeordneten Leiteranschluss zu verbinden.
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In
einer bevorzugten Ausführungsform
sind die Kontaktflächen
der Kontaktstifte mit zugeordneten Leiterklemmen im Gegensteckverbindergehäuse elektrisch
leitend verbunden. Die in das Gegensteckverbindergehäuse eingebauten
Leiterklemmen, wie z. B. Steckklemmverbindungen oder Kontaktierungen
mit Käfigzugfedern,
sind über
Leitereinfuhröffnungen
zum Anschluss von Anschlussleitern zugänglich.
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Die
Schutzdome zur Aufnahme der Kontaktstifte, die aus dem Material
des Isolierstoffgehäuses des
Gegensteckverbindergehäuses
gefertigt sind, d. h. in der Regel aus einem elektrisch isolierenden Kunststoff,
haben an ihren Enden Nasen zur Verriegelung des Gegensteckverbinders
in den Einfuhrschächten
eines zugeordneten Steckverbinders. Beim Einstecken der Laschen
in die Einfuhrschächte werden
die Laschen somit durch die Nasen in entsprechende Ausbuchtungen
am Boden der Einfuhrschächte
verriegelt, wenn der Steckverbinder vollständig auf den Gegensteckverbinder
aufgesetzt ist.
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Die
Erfindung wird nachfolgend anhand von Ausführungsbeispielen mit den beigefügten Zeichnungen
näher erläutert. Es
zeigen:
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1 – Frontansicht
auf eine erste Ausführungsform
einer Steckverbinderanordnung mit Steckverbinder und Gegensteckverbinder;
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2 – perspektivische
Ansicht der Steckverbinderanordnung aus 1;
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3 – Schnittansicht
durch die Steckverbinderanordnung aus 1 und 2;
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4 – perspektivische
Ansicht eines Kontaktstiftes für
die Steckverbinderanordnung aus 1;
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5 – perspektivische
Rückseitenansicht des
Kontaktstiftes aus 4;
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6 – Frontansicht
einer zweiten Ausführungsform
einer Steckverbinderanordnung mit Zusatzfeder an der Rückseite
der Kontaktstifte;
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7 – perspektivische
Rückseitenansicht des
Kontaktstiftes mit Zusatzfeder des Gegensteckverbinders aus 6;
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8 – perspektivische
Vorderseitenansicht des Kontaktsstiftes aus 7;
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9 – Frontansicht
einer dritten Ausführungsform
einer Steckverbinderanordnung mit den Steckverbinder umgreifender
Feder als Klammer;
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10 – Schnittansicht
durch die Steckverbinderanordnung aus 9;
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11 – perspektivische
Ansicht der Steckverbinderanordnung aus 9 und 10;
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12 – perspektivische
Rückseitenansicht des
Kontaktstiftes für
den Gegensteckverbinder aus 10;
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13 – perspektivische
Frontseitenansicht des Kontaktstiftes aus 12;
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14 – Frontansicht
einer vierten Ausführungsform
einer Steckverbinderanordnung mit Teil des Steckverbinders bildender
und diesen umgreifender Feder als Klammer;
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15 – perspektivische
Ansicht eines Ausschnitts der Steckverbinderanordnung aus 14;
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16 – Seitenansicht
des Ausschnitts der Steckverbinderanordnung aus 14 und 15;
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17 – perspektivische
Frontseitenansicht einer weiteren Ausführungsform eines Kontaktstiftes;
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18 – perspektivische
Rückseitenansicht des
Kontaktstiftes aus 17.
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1 lässt eine
erste Ausführungsform
einer Steckverbinderanordnung 1 mit einem Steckverbinder 2 und
einem Gegensteckverbinder 3 erkennen. Der Steckverbinder 2 hat
von seiner Oberseite 4 sich nach unten erstreckende Kontaktstege 5,
in die sich quer zur Einsteckrichtung Z in X-Richtung erstreckende
Leiteranschlüsse 6 eingebaut
sind, die von der Oberfläche
der Kontaktstege 5 im Einfuhrschacht hervorstehen, um Kontaktstifte 7 des
Gegensteckverbinders 3 elektrisch leitend zu kontaktieren.
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Die
Kontaktstifte 7 sind als Metalllaschen ausgeführt, die
in von dem Gegensteckverbindergehäuse 3 nach oben entgegen
der Einsteckrichtung Z hervorstehende Schutzdome 8 eingesetzt
sind. Die Schutzdome 8 haben zwei seitliche, einen Kontaktstift 7 aufnehmende
Finger mit Nasen 9 an ihren Enden, die in zugeordneten
Buchten in den Einfuhrschächten 10 verriegeln,
wenn der Steckverbinder 4 vollständig auf den Gegensteckverbinder 3 in
einer Position aufgesetzt ist, bei der die Leiteranschlüsse 6 in
Kontakt mit den Kontaktstiften 7 stehen.
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Der
Gegensteckverbinder 3 hat eine Klammer 11 in Form
eines U-förmig
gebogenen Metallwinkelprofils, dessen Seitenwände an den äußeren Kontaktstegen 5 des
Steckverbinders 4 anliegen und ein Verbiegen der Kontaktstege 5 nach
außen
und damit einhergehend eine Verringerung des Anpressdrucks verhindern.
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Weiterhin
ist erkennbar, dass sich die Kontaktstege 5 an ihren freien
Enden verjüngen
und am Ende eine geneigte Fläche
haben, um ein Einstecken des Steckverbinders 4 auf den
Gegensteckverbinder 3 zu erleichtern und beim Aufstecken
ein Einklemmen des Steckverbinders 4 in die Klammer und
damit einen Anpressdruck zwischen Leiteranschlüssen 6 und Kontaktstiften 7 zu
erreichen.
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2 lässt eine
perspektivische Ansicht der Steckverbinderanordnung 1 erkennen.
Es wird deutlich, dass sich die Leitungsanschlüsse 6 in Form von Leiterstäben quer
zur Einsteckrichtung Z in die Längsrichtung
X des Steckverbinders 2 erstrecken. Der Steckverbinder 2 ist
als Stromführungsprofil
ausgeführt,
das beispielsweise zur elektrischen Spannungsversorgung von Leuchten
zum Einsatz kommt. Weiterhin ist erkennbar, dass die Klammer 11 die
Seitenwände
des Steckverbinders 2, d. h. die äußeren Kontaktstege 5 übergreifen,
um ein Ausfedern der Kontaktstege 5 zu verhindern.
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3 lässt eine
Schnittansicht durch die Steckverbinderanordnung 1 erkennen.
Dabei wird deutlich, dass die Kontaktstifte 7 als sich
entgegen der Einsteckrichtung Z erstreckende Laschen mit einer gebogenen
Kontaktfläche 12 ausgebildet
sind und die Kontaktstifte 7 beidseits in einer vom Gegensteckverbindergehäuse 3 sich
nach oben erstreckende Schutzdome 8 gehalten sind. Der
Andruck der Kontaktfläche 12 an
einen Leiteranschluss gelingt dadurch, dass eine Andruckfläche 13,
die einem Leiteranschluss 6 in einem Einfuhrschacht 10 gegenüberliegt,
auf dem Schutzdom 8 und dessen Finger aufliegt und damit
den Kontaktstift 7 mit der Kontaktfläche 12 gegen den Anschlussleiter 6 drückt.
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Weiterhin
ist erkennbar, dass die Kontaktstifte 7 nach unten in das
Gehäuse
des Gegensteckers 3 hinunter gehen und dort elektrisch
leitend mit zugeordneten Leiterklemmen 14 verbunden sind,
die in das Gegensteckverbindergehäuse eingebaut sind. Die Leiterklemmen 14 sind über Leitereinfuhröffnungen 15 zugänglich,
um Anschlussleiter 6 anklemmen zu können.
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4 lässt eine
perspektivische Ansicht eines Kontaktstiftes 7 schräg von vorne
auf die sich in Erstreckungsrichtung 12 gewölbt über eine
Teillänge des
Kontaktsstiftes 7 erstreckende Kontaktfläche 12 erkennen.
Die gewölbte
Kontaktfläche 12 ist
aus einem Federmaterial gebildet, um einen geeigneten Andruckkontaktdruck
zu gewährleisten.
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5 lässt eine
perspektivische Ansicht des Kontaktsstiftes 7 aus 4 von
der Rückseite
erkennen. Auch hier ist erkennbar, dass der Kontaktstift 7 im
Bereich der Kontaktfläche
eine Wölbung
aufweist.
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6 lässt eine
Schnittansicht durch eine zweite Ausführungsform einer Steckverbinderanordnung 1 erkennen.
Diese Ausführungsform
entspricht im Wesentlichen der ersten Ausführungsform. Lediglich die Kontaktstifte 7 sind
andersartig derart aufgebaut, dass die Kontaktfläche 12 gewölbt, jedoch
nicht federnd ist. Stattdessen ist auf der Rückseite des Kontaktstiftes 7 eine
Zusatzfeder 16 angebaut, die mit der Andruckfläche 13 eines
Kontaktsteges 5 im zugeordneten Einfuhrschacht 10 zusammenwirkt und
die Kontaktfläche 12 des
Kontaktstiftes 7 gegen den Leiteranschluss 6 im
Einfuhrschacht 10 drückt.
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Die
Ausführungsform
des Kontaktstiftes 7 ist in der 7 deutlicher,
die eine perspektivische Ansicht des Kontaktstiftes 7 auf
die Rückseite
mit der Zusatzfeder 16 zeigt. Erkennbar ist, dass die Zusatzfeder 16 beispielsweise
aus einem Blattfedermaterial mit einem gebogenen Federabschnitt
gebildet ist und die Blattfeder auf die Oberfläche des Kontaktstiftes aufgebracht
ist.
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Wie
aus der 8 erkennbar ist, befindet sich
gegenüberliegend
die Zusatzfeder 16 an der Oberseite des Kontaktstiftes 7 die
ebenfalls gewölbte Kontaktfläche 12.
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9 lässt eine
Frontansicht auf eine dritte Ausführungsform der Steckverbinderanordnung 1 erkennen,
bei der die Klammer 11 als die äußeren Kontaktstege 5 um greifende
Feder ausgebildet ist. Die Feder kann aus einer metallischen Blattfeder
oder aus einem geeigneten Material, z. B. dem flexiblen Kunststoffmaterial
des Gegensteckverbindergehäuses
gebildet sein. Der notwendige Anpressdruck wird bei dieser Ausführungsform
somit durch die federnde Klammer 11 sichergestellt.
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10 lässt eine
Schnittansicht durch die Steckverbinderanordnung 1 aus 9 erkennen.
Da zum Aufbringen des notwendigen Kontaktdrucks bereits die Klammer 11 als
Feder vorgesehen ist, können
die Kontaktstifte 7 ohne Feder ausgestaltet sein. Es wird
deutlich, dass die an die Leiteranschlüsse 6 angrenzenden
Kontaktflächen 12 der
Kontaktstifte 7 wie in der zweiten Ausführungsform gewölbt, aber nicht
federnd sind. Es ist auch keine weitere Zusatzfeder an dem Kontaktstift 7 vorgesehen.
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11 lässt eine
perspektivische Ansicht der dritten Ausführungsform der Steckverbinderanordnung 1 erkennen.
Dabei wird deutlich, dass die gebogene federnde Klammer 11 nicht
nur wie die Metallwinkelprofile aus den ersten und den zweiten Ausführungsformen
ein Ausbiegen der Kontaktstege 5 verhindern, sondern aktiv
einen Anpressdruck der Kontaktstege 5 auf die Kontaktstifte 7 bereitstellen. Eine
gewisse Flexibilität
der Kontaktstege 5 bzw. der Oberseite 4 sollte
dabei die Weiterleitung und Verteilung der Kontaktkraft ermöglichen.
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12 lässt eine
perspektivische Ansicht des Kontaktstiftes 7 mit gebogener,
nicht federnder Kontaktfläche 12 von
der Rückseite
erkennen. Die durch die Ausbiegung der Kontaktfläche 12 aus einer Metalllasche
verursachte Vertiefung an der Rückseite
wird aus 12 erkennbar.
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13 lässt eine
perspektivische Ansicht des Kontaktstiftes 7 von vorne
erkennen. Dabei wird deutlich, dass die Kontaktfläche 12 gebogen
ist und von der Oberfläche
des Kontaktstiftes 7 hervorsteht.
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Die
gebogenen Kontaktflächen 12 aller
Ausführungsformen
sollten scharfkantige Grate oder Knicke haben, um Oberflächenschichten
der Leiteranschlüsse 6 zu durchdringen
und damit einer Reduzierung des Kontaktwiderstandes z. B. durch
Korrosion entgegenzuwirken.
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Alternativ
zu den vorbeschriebenen Ausführungsformen
ist auch denkbar, dass, wie in der 14 dargestellt
ist, die Klammer 11 Teil des Steckverbinders 2 ist.
Optional kann die Dicke der äußeren Kontaktstege 5 voneinander
variieren. Insbesondere kann die Dicke des keinen Leiteranschluss 6 tragenden
Kontaktstegs 5 reduziert sein.
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15 lässt eine
perspektivische Ansicht der Steckverbinderanordnung 1 erkennen.
Es wird deutlich, dass der Steckverbinder 2 ein Stromführungsprofil
bildet, auf dessen beliebiger Länge
mindestens ein Gegensteckverbinder 3 in Form eines Steckabgriffs
aufgesetzt wird. Der Gegensteckverbinder 3 ist dabei beispielsweise
fest in das mit elektrischer Leistung zu versorgende Gerät, z. B.
eine Leuchte, eingebaut.
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Das
Einklemmen des Gegensteckverbinders 3 auf einer beliebigen
Längenposition
des Steckverbinders 2 wird aus der Seitenansicht der 16 deutlicher.
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Optional
denkbar ist auch, dass die Klammer 11 integral mit den äußeren Kontaktstegen 5 geformt ist
und beispielsweise eine Abschlussplatte an der Vorderseite des Steckverbinders 2 bildet
oder als Verstärkungssteg
integral im Steckverbindergehäuse ausgeführt ist.
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17 lässt eine
perspektivische Frontseitenansicht einer weiteren Ausführungsform
eines Kontaktstiftes 7 erkennen, bei der die Kontaktfläche 12 durch
Ausbiegung als Feder ausgebildet ist und der rückwärtige Materiallappen des aus
einem Metallfederband gebildeten Kontaktstiftes 7 ebenfalls gegenüberliegend
zur Kontaktfläche 12 einen
durch Ausbiegung umgeformten Federabschnitt hat, der eine Zusatzfeder 16 bildet.
Dieser Federabschnitt ist aus der Rückseitenansicht gemäß 18 deutlicher erkennbar.